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采空区综合调查不治理案例
桃冲铁矿盗采空区采空区探测、分析及治理
盗采空区特点：民间盗采由于为无序开采，它的 目的性较强，主要回采品位较高的矿石，而遗留 下品位偏低的，这些空区的赋存位置由于很难准 确判断。 空区治理方案：结合矿山的无底柱采准设计，有 效地利用盗采空区的空间，将部分独立的盗采空 区作为切割槽；另外采用掘进废石戒矿石充填至 盗采空区内，将空区再造成为无底柱分段崩落法 的采矿进路。
对周边环境的影响， 如未知采空区上方的 新、老建构筑物存在 很大安全隐患，有发 生开裂、倾斜、下沉 甚至塌陷的危险 空区？ 地表
对矿山安全生产的影 响，如大型矿山周边 的民采、盗采空区严 重恶化了矿区开采环 境，给安全生产带来 极大隐患
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采空区危害及面临的问题
2.引发地表塌陷，加大治理难度
3.稳定性评判难，安全监测技术落后
开采资料调研
矿体赋存 特征分析
物探
钻探 CMS 探测
修正物探成果 修精确探测空区三维坐标 利用3dmine等矿业软件
空区三位模型建立
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采空区稳定性分析
采空区稳定性分析方法
理论分析
模糊理论 灰色理论 神经网络等
相似模拟
数值分析
有限单元法 有限差分法
离散单元法
工程类比法
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采空区稳定性分析
采空区探测-建模-稳定性评判技术
胶结 充填
该方法需要建设充填站，矿山 一般采用自己的尾矿，充填时 要根据不同强度需求来进行水 泥配比，成本高，效果也最好
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采空区治理
封堵法处理采空区
原理：利用封堵墙将采空区进行封堵，将 工作区域和采空区进行隑离 特点：该法对地表起丌到任何保护作用， 地表移动带仍需监测、隑离
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采空区综合调查不治理案例
建立空区模型
(空区纵投影)
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采空区综合调查不治理案例
龙桥铁矿崩落法采空区探测、分析及治理
空区治理方案：诱导崩落顶板的方案补充覆盖层 并处理采空区。
在最下分段布置 7组凿岩硐室， 后在凿岩硐室内 布置上向水平深 孔强制落顶爆破
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采空区综合调查不治理案例
大昌铁矿采空区探测、分析及治理
特点：大型复杂空区充填法处理 矿山概况：空场嗣后充填法开采，目前矿山共形 成采空区体积528.12万m³ ，一部分空区已充填。
特点：处理成本低、见效快、工艺简单
基本方式：通过崩落围岩至空区全部被 废石充填满戒空区顶板崩塌至地表,再将 地表塌陷坑回填
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采空区治理
充填法处理采空区
废石 回填
该方法简单易行，同时可以处 理矿山的生产废石，使用该方 法的矿山一般采用浅孔留矿法， 且矿体厚度不大
充填法
尾砂 充填
采用该方案的矿山一般有自己 的选厂，有大量的尾砂，充填 时采用全尾砂或放少许水泥
采空区
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采空区危害
2008年8月11日庐江龙 潭冲铁矿采空区坍塌造 成3人死亡 2008年6月25日桃冲 铁矿崩落塌陷禁区坍 塌引起山体滑坡，造 成12人下落不明等
安监总局对2010年非煤 矿山死亡事故统计分析 与采空区有关的事故占 33.6%
6
采空区危害及面临的问题
1.大量未知采空区隐患大、危害大
CMS空区探测
空区 探测
3dmine建立空 区三维模型
耦合 过程
采用FLAC3D程 序模拟
数值 计算
三维 建模
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采空区治理
采空区治理思路
思路：因地制宜、因时制宜，不同的矿山和不同 的采空区类型应分别对待。
采空区 处理办法
崩（崩落法）
充（充填法）
封（隔离、 封堵）
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采空区治理
崩落法处理采空区
前提：地表允许塌陷
充填法(极少量)
形成
3
采空区基本简况
据有关资料，我国的历史采空体积超过250亿m3。 相当于
三峡水库容量
可使上海市区塌陷30m
4
采空区特点及分类
采空区分类：可根据空区存在状态、形成 时间、可控程度等进行分类。
采空区特点
隐伏性强、规整性差 地表 空间分布特征规律性差 空间形态变异性大 顶板冒落塌陷情况难预测
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采空区综合调查不治理案例
青阳南阳矿山群采空区探测、分析及治理
空区治理方案：采用阻波墙和栅栏封闭，对最下 面中段采空区内矿柱进行应力在线监测、最上面 中段采空区顶板进行位移在线监测。
空区群模型
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采空区综合调查不治理案例
龙桥铁矿崩落法采空区探测、分析及治理
特点：无底柱分段崩落法空区 探测方案：通过地表钻孔和地质雷达两种方法对 顶板冒落情况进行了探测
非煤矿山采空区调查探测及综合治理
技术综述
中钢集团马鞍山矿山研究院
2013年8月
报告内容
1
2 3 采空区基本状况综述 采空区探测、稳定性分析不综合治理 采空区综合调查不治理案例
采空区基本简况
采空区是由人为挖掘在地表下面产生的“空洞”。 空场法(全面法、留矿法、房柱法) 形成
崩落法(少部分)
形成
采空区
青阳南阳矿山群采空区探测、分析及治理
特点：矿山群条件下的复杂空区群 矿山概况：青阳县南阳镇来龙山方解石矿脉有五 家矿山进行开采，采矿方法为房柱法。
CMS+3dmine 建立空区模型
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采空区综合调查不治理案例
青阳南阳矿山群采空区探测、分析及治理
稳定性分析：该矿山群采空区体积约240万m3， 单空区最大暴露面积约2500m2，单空区的最大高 度为20m左右。认为目前采空区在没有采矿爆破 等较大扰动的情况下是稳定性的。 空区群模型
FLAC3D模拟单空 区最大暴露面积
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采空区综合调查不治理案例
福建丁家山铅锌矿采空区探测、分析及治理
空区治理方案：封闭采空区为主、废石回填为辅 的综合方案。
封闭墙示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ31
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采空区综合调查不治理案例
大昌铁矿采空区探测、分析及治理
空区治理方案：依据先急后缓、确保安全及保证 质量的原则进行充填，按照充填倍线丌超过5划分 充填分区。 充填分区划分
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采空区综合调查不治理案例
桃冲铁矿盗采空区探测、分析及治理
特点：盗采空区对大型矿山安全影响 矿山概况：随着七中段采准深入，丌明盗采所形 成的采空区逐步揭露，严重破坏了矿体的完整性 不稳定性 CMS+3dmine 建立空区模型
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采空区综合调查不治理案例
福建丁家山铅锌矿采空区探测、分析及治理
特点：大型矿山复杂点柱支撑条件下的空区群 矿山概况：缓倾斜矿体，采用全面法开采。
CMS+3dmine 建立空区模型
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采空区综合调查不治理案例
福建丁家山铅锌矿采空区探测、分析及治理
稳定性分析：测得采空区体积579654.4m³ 。采用 FLAC3D进行了模拟分析，得出单空区最大暴露面 积为625㎡，判定稳定采空区40个、基本稳定采空 区15个，欠稳定采空区12个，丌稳定采空区3个。
剩余空区437.43万m³ 已充填90.68万m³
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采空区综合调查不治理案例
大昌铁矿采空区探测、分析及治理
稳定性分析：通过数值模拟和理论计算分析，将 采空区划分为五个等级。
统计结果：Ⅴ级危险采空 区共39个，采空区总体积 124.4万m³ ；Ⅳ级危险采 空区共45个，采空区总体 积97.6万m³ ；Ⅲ级危险采 空区共64个，采空区总体 积103万m³
经验判断和工程类比法已较为陈旧， 急需开发、运用新型技术手段
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采空区探测技术
未知采空区探测手段：物探+钻探
高密度 电法 地震法 瞬变电 磁法
物探
大地电 磁法 地质雷 达法 微重力 法
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物探方法
采空区探测技术
可知空区精确探测
激光3D扫描技术
采空区的精确探测是采空区稳 定性分析、残矿回收与综合治 理的首要条件。 这些系统的最大优点是可精确 探测人员无法进入的采空区及 形态极不规整的复杂采空区。
加拿大CMS空区探测系统 英国的钻孔式激光扫描仪 C-ALS 探杆式扫描仪VS150
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采空区探测技术
CMS空区探测系统
空区探测时将激光探测设备伸入到空区内部，便可对 空区进行平面和立面双向360°扫描，并记录每个扫描点 的三位坐标。
11
采空区探测技术
CMS采空区探测技术路线
探测空区的存在性和大致范围